生物模型建构类型

关注生物模型建构，注重学生能力的培养

江苏省扬中高级中学 邮编：212200 奚红凤

摘要：我国的高中生物学课程一直在大量使用模型，充分利用这一资源，可增进学生对模型和建模思想的理解，培养他们运用模型和模型方法进行探究的能力 关键词：模型建构 科学方法

构建模型，把模型用作研究客体的一种手段，这是人类在认识世界和塑造世界的实践中的一大创造。人类在制作和运用模型的悠久历史中，积累了很丰富的经验，逐渐形成了具有普适性的模型方法。现在，在各种科学研究、工程建设活动中，与电子计算机的使用相配合，几乎到处都能看到模型的作用。可以说，如果没有模型这种有力工具，就不可能有现代科学。有的科学家深有体会地指出：模型方法乃是现代科学方法的核心。

由于模型和模型方法在现代生命科学中起着越来越大的作用，是现代高中学生必须了解和应用的重要的科学方法，它不仅对学生学习生物科学有帮助，而且还有助于学生将来进行科学研究、走入社会参加工作，更好地解决生活和工作中的问题。另一方面，这种科学方法的学习和应用，不仅有利于学生形成系统的科学认知观，同时还强化了与其他学科，如数学、物理、化学等学科的内在联系。 1“模型建构”的教学现状及其分析

教育部2003年颁布的《普通高中生物课

关注生物模型建构，注重学生能力的培养

江苏省扬中高级中学 邮编：212200 奚红凤

摘要：我国的高中生物学课程一直在大量使用模型，充分利用这一资源，可增进学生对模型和建模思想的理解，培养他们运用模型和模型方法进行探究的能力 关键词：模型建构 科学方法

构建模型，把模型用作研究客体的一种手段，这是人类在认识世界和塑造世界的实践中的一大创造。人类在制作和运用模型的悠久历史中，积累了很丰富的经验，逐渐形成了具有普适性的模型方法。现在，在各种科学研究、工程建设活动中，与电子计算机的使用相配合，几乎到处都能看到模型的作用。可以说，如果没有模型这种有力工具，就不可能有现代科学。有的科学家深有体会地指出：模型方法乃是现代科学方法的核心。

由于模型和模型方法在现代生命科学中起着越来越大的作用，是现代高中学生必须了解和应用的重要的科学方法，它不仅对学生学习生物科学有帮助，而且还有助于学生将来进行科学研究、走入社会参加工作，更好地解决生活和工作中的问题。另一方面，这种科学方法的学习和应用，不仅有利于学生形成系统的科学认知观，同时还强化了与其他学科，如数学、物理、化学等学科的内在联系。 1“模型建构”的教学现状及其分析

教育部2003年颁布的《普通高中生物课

模型建构是一种重要的科学方法，也是课标中首次提出要求重视的一种能力。《美国国家科学教育标准》中也要求学生“运用逻辑和证据来构造和修改科学解释和科学模型”，将其作为进行科学探究所需要的基本能力（9-12年级）。人教版高中生物新教材选择的内容充分体现了这种要求，其中含有丰富的模型建构的素材。用好这些素材,充分发挥模型的作用，渗透模型建构的方法迫在眉睫。 1解读模型和模型建构的价值

必修1教材对模型的定义是：“模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所做的一种简化的描述，这种描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助于具体的实物或其他形象化的手段，有的则通过抽象的形式来表达”。模型分三类：物理模型、概念模型、数学模型。物理模型如真核生物的三维结构模型、细胞膜的流动镶嵌模型、DNA分子双螺旋结构模型；概念模型如血糖平衡调节的模型、达尔文的自然选择学说的解释模型等；数学模型如“J”型种群增长的数学模型N t=N0λ线等。

高中生物学中的模型建构活动与科学研究中的建立模型不完全等同，它是为学生更好地掌握具体生物学内容而服务的。例如，沃森和克里克建立DNA双螺旋结构模型的目的，是为了揭示当时并不清楚的DNA分子结构。高中生物学中的“制作DNA双螺旋结构模型”

微生物的营养类型及对人类的贡献 食品科学与工程 肖欣 0905100522

微生物的营养类型 根据微生物对营养源中碳源、能源需求的不同,微生物学家将它们划分为若干营养类型。如果所需碳源是无机化合物，我们称该类微生物是自养微生物；如果碳源是有机化合物，则称为异养微生物；如果以光能为能源，我们称之为光能微生物；以化学反应产生的能量为能源的则是化能微生物。所以，微生物营养类型可以分成光能自养、光能异养、化能自养和化能异养4种类型：

营养类型 能源 氢的供体 基本碳源 微生物举例 光能无机营养

（光能自养型） 光 无机物 二氧化碳 蓝细菌 绿色硫细菌 光能有机营养

（光能异养型） 光 有机物 二氧化碳及简单有机物 紫色非硫细菌 化能无机营养

（化能自养型） 无机物 无机物 二氧化碳 硝化细菌 氢细菌 化能有机营养

（化能异养型） 有机物 有机物 有机物 大多数已知细菌和全部真核微生物

微生物是人类一大自然资源，细菌也属于微生物的一种，一提到细菌，人们自然会想到可怕的霍乱，鼠疫等疾病，然而在很多方面它都造福人类。

一个德法研

一型糖尿病模型

一. 药剂诱导型一型糖尿病模型 1. streptozocin, 链脲菌素

1). 发病机制: STZ通过GLUT2 transporter进入胰岛的beta细胞, 或烷化DNA最终导致抑制胰岛素的产生,或诱导DNA破坏, 造成细胞死亡. 最终胰岛素不足导致高血糖. 2). STZ的投药剂量和途径

a. 一次高剂量投药(rats, 35-65 mg/kg; mice, 100-200 mg/kg) [注意, 由于胰岛的beta细胞的再生, 可能导致血糖的改善, 故要随时监测血糖]

b. 多次低剂量投药, 一般使用的是20-40 mg/kg/day 投药5天 (mice and rat, 但是投药的剂量还依赖于动物种类和血缘, beta细胞的再生少, 血糖改善不明显)

c. 途径: 腹部和尾静脉投药. (使用腹部投药法的论文偏多, 一次或多次投药均可, 成模率可能较差; 静脉投药后, 模型成功率很高, 但是要注意高剂量投药后, 可能会导致肝肾或其他组织坏死, 故要寻找合适的剂量而不发生组织坏死)

P.S: 园子里经常会看到有人问STZ+高脂饲料能否造二型糖尿病模型的问题. 本人不太建议用STZ+

生物节律现象的数学模型

摘要 主要研究生命体周期或近似周期的节律现象。根据生物自身具有的反馈调节现象,用simulink进行模拟仿真。同时,针对具有间歇性的生物节律现象,建立IPFM模型,应用于心脏的跳动这种节律现象,并用simulink得到其图像。

关键词 生物节律现象;IPFM模型;心脏节律

1 模型建立

自然界的生命体或者人工智能系统中有许多周期或者近似周期节律的现象存在。这些周期节律的现象会根据 自身内部的反馈机制以及外界的刺激或者外界输入的变化而变化。对于一般的节律现象,正(余)弦函数具有良好的周期性,可以用来模拟节律现象。因此,我们认为,正常情况下,生物节律应满足以下关系:

y=Asin(ωt+ψ)

研究表明,健康人体内的很多节律性运动其每次之间是有微小差异的,这种现象称为生物节律的变异性,是与人体正常状态下各项生理指标的动态变化有关。

在IPFM 模型中,我们认为机体对生物节律的调节是对调变函数m(t)的调节。而且,正常生理状态下的生物节律的变异性,也是由于调变函数在正常状态下的微小波动引起的。图1为IPFM 模型的模块图,其积分函数如下式。其中m0为大于0的生物体内的固有信号,m(t)为调变函数信号,T 为临界值(Th

生物膜流动镶嵌模型

（何一西北工业大学附中 710072）

【教材版本】

本节是人民教育出版社出版的高中生物必修一《分子与细胞》第4章--细胞的能量供应与利用第二节的内容。

【设计理念】

本节课采用“提供资料→提出问题（要求）→做出假设（构建模型）→提供实验验证”的教学模式，通过“生物膜流动镶嵌模型”的构建及有关实验设计，体现学生“自主、探究、合作”的学习方式，感受科学家探索的历程和探索过程的艰辛。

【教材分析】

1.知识结构分析

本节主要包括两大部分内容：1、科学家对细胞膜结构的探索历程。利用科学史教育素材，通过引导学生分析科学家们的实验和结论，加深对科学过程和方法的理解，明白科学发现是长期的过程；科学家的观点并不全是真理，还必须通过实践验证；科学学说并非一成不变，需要不断修正、发展和完善；科学发展与技术有很大的关系，技术的进步可以更好地促进科学的发展。2、生物膜的流动镶嵌模型的基本内容。在众多对细胞膜结构的假说中，细胞膜的流动镶嵌模型是目前人们普遍认同的，能较好地解释人们对细胞膜功能的认识，学生必须展开想象力，通过制作模型等，构建细胞膜的空间立体结构，理解和掌握生物膜的流动镶嵌模型的基本要点。

2.知识发生发展过程分析

本节以较多的篇幅介绍了对生物膜结构

第三届全国中小学“教学中的互联网搜索”

优秀教学案例评选

教案设计

学校：江苏省泰州市兴化市第一中学

姓名：陈慧荣

1

全国中小学“教学中的互联网搜索”优秀教学案例评选

教案设计

一、教案背景 1、面向学生：?高中 □初中 □小学 2、学科：生物（人教版） 3、课时：1课时 4、学生课前准备： 预习教材65－68页的内容。 二、教学课题（必修一） 第4章 细胞的物质输入和输出 第2节 生物膜的流动镶嵌模型 三、教材分析： （一）教学内容分析 “生物膜的流动镶嵌模型”一节是人教版必修1 《分子与细胞》第4章“细胞的物质输入和输出”的第2节，与本章第1节有关生物膜对物质的进出控制具有选择性等知识有一定的联系，并为第3节学习“物质跨膜运输的方式”作了知识准备，因此对整个章节的知识起到了承上启下的作用。本节包括两大部分的内容：科学家对细胞膜结构的探究历程和细胞膜的流动镶嵌模型的基本内容。为了更好地引导学生的自主学习，本节课以播放视频（变形虫的运动）为开始，让学生带着问题来学习本节课的内容，同时结合书本的资料、课件的图片以及动画演示进行分析，推出细胞膜的基本组成和结构，认识细胞膜的流动镶嵌模型理论，

2

从中体验科学研究的逻辑性和严密

第四章第二节 生物膜的流动镶嵌模型

1 三维目标 1.1 知识与技能

① 简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容 ② 举例说明生物膜具有的流动性特点

③ 通过分析科学家建立生物膜模型的过程阐述科学发展的一般规律 1.2 过程与方法

① 分析科学家建立生物膜结构模型过程，尝试提出问题，大胆作出假设 ② 发挥空间想象能力，构建细胞膜的空间立体结构 1.3 情感、态度与价值观

① 使学生树立生物结构与功能相适应的生物学辨证观点 ② 培养学生严谨的推理和大胆想象能力

③ 认识到技术的发展在科学研究中的作用，尊重科学且用发展的观点看待科学，树立辨证的科学观 2 教学重难点 2.1 教学重点

① 对生物膜结构的探索历程

② 生物膜的流动镶嵌模型学说的基本内容 2.2 教学难点

①探讨建立生物膜模型的过程，如何体现结构与功能相适应的观点 ②生物膜的流动性特点； 3 教具准备

①与生物膜结构探索过程相关的科学家图片及实验图片 ②生物膜流动镶嵌模型的多媒体演示课件 4 教学策路

以学生“自主、探究、合作”的学习方式来优化课堂学习与教学，实现课程教学目标。本节课采用“引导—观察分析实验现象—提出假设—实验验证再分析”的教学模式，融合运用引导启发、观察分析、对比归纳、联系实例等方法

第四章第二节 生物膜的流动镶嵌模型

1 三维目标 1.1 知识与技能

① 简述生物膜的流动镶嵌模型的基本内容 ② 举例说明生物膜具有的流动性特点

③ 通过分析科学家建立生物膜模型的过程阐述科学发展的一般规律 1.2 过程与方法

① 分析科学家建立生物膜结构模型过程，尝试提出问题，大胆作出假设 ② 发挥空间想象能力，构建细胞膜的空间立体结构 1.3 情感、态度与价值观

① 使学生树立生物结构与功能相适应的生物学辨证观点 ② 培养学生严谨的推理和大胆想象能力

③ 认识到技术的发展在科学研究中的作用，尊重科学且用发展的观点看待科学，树立辨证的科学观 2 教学重难点 2.1 教学重点

① 对生物膜结构的探索历程

② 生物膜的流动镶嵌模型学说的基本内容 2.2 教学难点

①探讨建立生物膜模型的过程，如何体现结构与功能相适应的观点 ②生物膜的流动性特点； 3 教具准备

①与生物膜结构探索过程相关的科学家图片及实验图片 ②生物膜流动镶嵌模型的多媒体演示课件 4 教学策路

以学生“自主、探究、合作”的学习方式来优化课堂学习与教学，实现课程教学目标。本节课采用“引导—观察分析实验现象—提出假设—实验验证再分析”的教学模式，融合运用引导启发、观察分析、对比归纳、联系实例等方法